專(zhuān)利名稱(chēng)：耐火涂層組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用作涂層的組合物，主要用于木和金屬結(jié)構(gòu)物的涂層和絕緣。該組合物具有良好的耐火性和熱絕緣性，可用于建筑物、航空工業(yè)、鐵路運(yùn)輸和造船工業(yè)以及其它木和金屬結(jié)構(gòu)物和絕緣領(lǐng)域。
絕大多數(shù)已知的涂層含有有機(jī)溶劑(德國(guó)專(zhuān)利2704897，IPC C09D5/18，1986；USSR Authorship Certificate No.452224 C09D 5/18，1972)，這些溶劑顯著增加了在施用涂層時(shí)的燃燒危險(xiǎn)，也使該過(guò)程產(chǎn)生更多的有毒物質(zhì)。
為改善組合物的耐火性，將含鹵素的化合物引入已知的組合物(德國(guó)專(zhuān)利2704897，IPC C09D 5/18，1986)中，但含鹵素的化合物的加入使得涂層，特別是在燃燒的條件下毒性更高。
大多數(shù)已知組合物含有二氰基二酰胺作為氣體形成物(USSRAuthorship Certificate No.1130586 C09K 21/14，1983；USSR AuthorshipCertificate No.1126584 C09D 5/18，C09D 3/52，C09K 21/14，1982)，其使得組合物有毒并從生態(tài)觀點(diǎn)上是不被接受的。
一種已知的包含帶有氨基的(三聚氰胺-甲醛)樹(shù)脂、羧甲基纖維素鈉鹽、二氰基二酰胺、磷酸銨、填充劑和水的組合物(USSR AuthorshipCertificate No.1126584，C09D 5/18，C09D 3/52，C09K 21/14，1982)，其不包含帶有鹵素的化合物或有機(jī)溶劑，但與其它大多數(shù)組合物類(lèi)似，含有二氰基二酰胺作為氣體形成物，因此，也有毒性并對(duì)生態(tài)環(huán)境有害。
用于耐火涂層的已知組合物的另一個(gè)顯著的問(wèn)題是涂層對(duì)被保護(hù)的物體(木制的)表面的低附著性，其導(dǎo)致涂層的破裂和爆裂，有時(shí)甚至?xí)谋槐Ｗo(hù)的物體表面剝離脫落(USSR Authorship Certificate No.551436 IPC E04F 13/02，1975)，因此降低了其耐熱性和熱絕緣性。
用于耐火涂層以達(dá)到所要求的技術(shù)性能和指標(biāo)的最新組合物是包含水溶性尿素-甲醛樹(shù)脂、para-tret、丁基苯酚甲醛樹(shù)脂、多磷酸銨、多原子醇(季四戊醇)、三嗪衍生物、填充劑和水的組合物(RF專(zhuān)利2065463，cl.C09D 5/18，1996)。
所述組合物不含有高毒性的成分，但具有下列缺點(diǎn)所述組合物的低技術(shù)產(chǎn)出首先導(dǎo)致其耐火性的破壞，并造成額外能量和材料的浪費(fèi)。此外，其結(jié)果不能重現(xiàn)。
為生產(chǎn)已知的組合物，在磷酸和磷酸銨的存在下加熱碳酰二胺(1-1.5小時(shí))得到三嗪衍生物，將該三嗪衍生物與所述組合物的其它成分(除多磷酸銨以外，高嶺土和水)混合并在球磨中研磨。在所述組合物使用前，無(wú)須在球磨中研磨，將多磷酸銨加入該組合物中，這樣不可避免地造成多磷酸銨在組合物中的不均勻的分布，導(dǎo)致耐火性的局部劇烈地降低。這些結(jié)果可以從鋼結(jié)構(gòu)物的耐火數(shù)據(jù)上得到證實(shí)對(duì)于涂層厚度2.6-2.8毫米(和一底漆層)需要45.5-49分鐘，而對(duì)于涂層厚度為1.4毫米標(biāo)準(zhǔn)需要為60分鐘。由于緊貼底漆層附著性良好，但由于涂層在高溫下仍會(huì)破裂，因此耐火性不夠。在燃燒中的質(zhì)量損失上的特別良好的數(shù)據(jù)可由涂層的高厚度解釋。
當(dāng)施用涂層時(shí)，對(duì)于木制品為0.485-0.515千克/平方米，對(duì)于金屬制品為3.5千克/平方米，因此一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)是組合物的高消耗。此外，所述組合物的壽命短，在不添加多磷酸鹽的條件下為6個(gè)月。
本發(fā)明的技術(shù)本發(fā)明的主要目的是開(kāi)發(fā)一種生態(tài)潔凈無(wú)毒的耐火涂層組合物，該組合物具有高的耐火性和對(duì)要保護(hù)的物體表面的更好的附著性。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是開(kāi)發(fā)一種耐火涂層組合物，該組合物除有上述性質(zhì)外，還易于生產(chǎn)并能長(zhǎng)期儲(chǔ)存。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是開(kāi)發(fā)一種耐火涂層組合物，該組合物在低消耗速率上具有上述性能。
本發(fā)明的這些目的可以通過(guò)提出的發(fā)泡耐火涂層組合物得以實(shí)現(xiàn)。所述組合物包含多原子醇、多磷酸銨、尿素、氯化銨、硼酸、填充劑和作為粘合劑的樹(shù)脂，作為泡沫體系。
所述泡沫體系的成分按如下重量份存在多原子醇 16.4-21.6多磷酸銨 39.0-45.4尿素 22.2-23.6氯化銨6.0-8.0硼酸 6.0-8.0填充劑3.6-4.6和這些成分一起，也可加入2.0-3.0重量份的顏料到泡沫體系中。
在試驗(yàn)研究各種非毒性的氣體形成物及其結(jié)合的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)出了建議的化合物。最有效的組合物是那些含有季四戊醇和山梨醇(如所述多原子醇)并結(jié)合有多磷酸銨的組合物。也發(fā)現(xiàn)硼酸的使用不僅提高了氣體形成的效力，而且增加了對(duì)被保護(hù)物體表面的附著強(qiáng)度，防止了高溫和燃燒作用條件下的保護(hù)層的破裂。
下列物質(zhì)可用作粘合劑樹(shù)脂，其以與所述泡沫體系的大致相同重量百分比加入組合物中尿素-甲醛樹(shù)脂(優(yōu)選以55-65％的水溶液的形式)；水溶液形式的碳酰二胺樹(shù)脂；具有氨化合物硬化劑的環(huán)氧樹(shù)脂；低聚酯過(guò)氧化物；低聚酯氰尿酰胺；有機(jī)硅樹(shù)脂；五鄰苯二甲酸酯(pentaphthalate)和菌絲鄰苯二甲酸酯(hyphaphthalate)樹(shù)脂。
尿素12.8氯化銨 3.1硼酸3.0填充劑(滑石)1.9顏料(二氧化鈦) 1.0將上述研磨的耐火組合物的干成分以1∶1的質(zhì)量比溶解于尿素-甲醛樹(shù)脂的水溶液中。
氯化銨 4.0硼酸 3.0滑石 1.8顏料 1.5與低聚酯過(guò)氧化物的二甲苯石油溶劑油(1∶1)的50％的溶液以質(zhì)量比為1∶1混合。
對(duì)完成的耐火涂層進(jìn)行研究。
將涂層樣品施于金屬和木制品的表面。干燥后，用標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定耐火效果。測(cè)定涂層的厚度，結(jié)焦率和燃燒時(shí)質(zhì)量損失。根據(jù)粉末分散的程度，表1列出了對(duì)木制樣品的測(cè)試結(jié)果。
對(duì)金屬樣品的測(cè)試也獲得了類(lèi)似的結(jié)果。
表1

表2，作為一個(gè)實(shí)施例，顯示了對(duì)于木制品，成分比例不同的組合物的耐火特性。燃燒時(shí)的質(zhì)量損失為4-6％。按照OST 1 90094-85(7毫米厚的木制樣品在加熱到800℃的陶瓷管中暴露60秒)得出下列結(jié)果殘余燃燒和發(fā)光的持續(xù)時(shí)間0秒，燃燒通過(guò)的高度為1毫米，等級(jí)為低燃燒性。附著到木制品上的強(qiáng)度為0.18-0.21Mpa。結(jié)焦率為20-25％。在燃燒和高溫影響下，結(jié)焦層不破裂。所述涂層耐油和汽油，并且無(wú)毒、生態(tài)安全。
表2耐火涂層組合物的成分比(重量份)和耐火特性，該組合物含有50份重量的60％尿素-甲醛樹(shù)脂水溶液。

權(quán)利要求
1.一種耐火涂層組合物，該組合物包含一泡沫體系和樹(shù)脂形式的粘合劑，其特征在于所述泡沫體系包括以重量份計(jì)的下列物質(zhì)多原子醇 16.4-21.6多磷酸銨 39.0-45.4尿素 22.2-23.6氯化銨6.0-8.0硼酸 6.0-8.0填充劑3.6-4.6
2.權(quán)利要求1的組合物，其特征在于所述泡沫體系也含有2.0-3.0份重量的顏料。
3.權(quán)利要求1或2的組合物，其特征在于以大致相等重量份比例向所述組合物中加入所述泡沫溶液和樹(shù)脂。
4.權(quán)利要求1-3的任一組合物，其特征在于該組合物含有季戊四醇作為多原子醇。
5.權(quán)利要求1-3的任一組合物，其特征在于該組合物含有山梨醇作為多原子醇。
6.上述權(quán)利要求的任一組合物，其特征在于該組合物含有尿素-甲醛樹(shù)脂水溶液作為粘合劑。
7.權(quán)利要求6的組合物，其特征在于所述尿素-甲醛樹(shù)脂水溶液的濃度為55-65％。
8.權(quán)利要求1-5的任一組合物，其特征在于該組合物含有碳酰二胺樹(shù)脂水溶液作為粘合劑。
9.權(quán)利要求1-5的任一組合物，其特征在于該組合物含有帶有氨化合物硬化劑的環(huán)氧樹(shù)脂。
10.權(quán)利要求1-5的任一組合物，其特征在于該組合物含有低聚酯環(huán)氧化物作為粘合劑。
11.權(quán)利要求1-5的任一組合物，其特征在于該組合物含有低聚酯氰尿酰胺作為粘合劑。
12.權(quán)利要求1-5的任一組合物，其特征在于該組合物含有有機(jī)硅樹(shù)脂作為粘合劑。
13.權(quán)利要求1-5的任一組合物，其特征在于該組合物含有五鄰苯二甲酸酯或菌絲鄰苯二甲酸酯樹(shù)脂作為粘合劑。
14.耐火涂層組合物的泡沫體系，該體系包括以重量份計(jì)的下列物質(zhì)多原子醇 16.4-21.6多磷酸銨 39.0-45.4尿素 22.2-23.6氯化銨6.0-8.0硼酸 6.0-8.0填充劑3.6-4.6
15.權(quán)利要求14的泡沫體系，其特征在于含有2.0-3.0份重量的顏料。
16.權(quán)利要求14或15的泡沫體系，其特征在于含有滑石作為填充劑。
17.權(quán)利要求14-16的任一泡沫體系，其特征在于含有季戊四醇作為多原子醇。
18.權(quán)利要求14-16的任一泡沫體系，其特征在于含有山梨醇作為多原子醇。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于基本上由木或金屬構(gòu)成的建筑物和結(jié)構(gòu)物的涂層組合物,其中所說(shuō)的涂層表現(xiàn)出高的耐火性和熱絕緣性。本發(fā)明可用于建筑工業(yè)、航空工業(yè)、鐵路運(yùn)輸和造船工業(yè)。該組合物包括含有季戊四醇或山梨醇、多磷酸銨、硼酸、尿素、填充劑、顏料和由樹(shù)脂組成的粘合劑的泡沫體系。
文檔編號(hào)C09D161/20GK1322226SQ98814306
公開(kāi)日2001年11月14日 申請(qǐng)日期1998年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月10日
發(fā)明者亞歷山大·亞歷山德羅維奇·柏林, 尼古拉·亞歷山德羅維奇·哈爾圖林斯基, 塔季揚(yáng)娜·亞歷山德羅娜·魯達(dá)科瓦, 朱里·米哈伊洛維奇·葉夫圖申科 申請(qǐng)人:艾爾阻燃有限公司